Linux-Treiber entwickeln: eine systematische Einführung in die Gerätetreiber- und Kernelprogrammierung- jetzt auch für Raspberry Pi
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Format: | Buch |
Sprache: | German |
Veröffentlicht: |
Heidelberg
dpunkt.verlag
2016
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Ausgabe: | 4., aktualisierte und erweiterte Auflage |
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Beschreibung: | x, 678 Seiten Illustrationen 240 mm x 165 mm |
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
2 THEORIE
IST NOTWENDIG 9
2.1 BETRIEBSSYSTEMARCHITEKTUR 9
2.1.1 KOMPONENTEN DES KERNELS 10
2.1.2 SONSTIGE BETRIEBSSYSTEMKOMPONENTEN 23
2.2 ABARBEITUNGSKONTEXT UND UNTERBRECHUNGSMODELL 24
2.3 QUELLENSUCHE 27
3 KERNELCODE-ENTWICKLUNG
IN DER PRAXIS 31
3.1 AUF DER
KOMMANDOEBENE ENTWICKELN 32
3.1.1 FEHLER FINDEN 42
3.2 TECHNIKEN DER
KERNELPROGRAMMIERUNG 52
3.2.1 CODING STYLE:
KERNELCODE LESEN
UND KERNELCODE
SCHREIBEN 52
3.2.2 KERNELCODE
KODIEREN 54
3.2.3 OBJEKTBASIERTE PROGRAMMIERUNG
UND ENTWURFSMUSTER
IM KERNEL 56
3.2.4 HILFSFUNKTIONEN 60
3.3 CROSS-DEVELOPMENT 62
3.4 NICHT VERGESSEN:
AUSWAHL EINER
GEEIGNETEN LIZENZ 64
3.4.1 GPL UND
LGPL 65
3.4.2 MPL UND
BSD 66
4 TREIBER AUS
SICHT DER APPLIKATION 69
4.1 DIE PROGRAMMIERSCHNITTSTELLE
DER APPLIKATION 69
4.2 ZUGRIFFSMODI 74
5 EINFACHE TREIBER 79
5.1 BEVOR ES LOSGEHT 80
5.2 CROSS-KOMPILIERUNG 82
5.3 DEN
KERNEL ERWEITERN 83
5.3.1 KERNELMODULE 83
5.3.2 VOM MODUL
ZUM
TREIBER 88
HTTP://D-NB.INFO/1073261549
5.3.3 EINFACHES TREIBERTEMPLATE 91
5.4 DIETREIBEREINSPRUNGSPUNKTE 95
5.4.1 DRIVER_OPEN:
DIE ZUGRIFFSKONTROLLE 98
5.4.2 AUFRAEUMEN IN DRIVER_CLOSE 101
5.4.3 LESEZUGRIFFE
IM TREIBER 101
5.4.4 SCHREIBZUGRIFFE IM TREIBER III
5.4.5 DIE UNIVERSALSCHNITTSTELLE
IO-CONTROL 113
5.4.6 WENN APPLIKATIONEN MEHRERE EIN-/AUSGABEKANAELE
UEBERWACHEN 117
5.5 DATEN ZWISCHEN
KERNEL-UND USERSPACE TRANSFERIEREN 120
5.6 HARDWARE ANBINDEN 124
5.6.1 DATENTYPEN UND DATENABLAGE 125
5.6.2 RESSOURCENMANAGEMENT 126
5.6.3 DIREKTER HARDWAREZUGRIFF 135
5.6.4 HARDWARE ERKENNEN 140
5.6.5 DEVICE
TREE 144
5.6.6 PCI 150
5.7 TREIBERINSTANZEN 163
5.8 TREIBERTEMPLATE:
BASIS FUER EIGENENTWICKLUNGEN 165
6 FORTGESCHRITTENE
KERNELCODE-ENTWICKLUNG 171
6.1 ZUNAECHST DIE
UEBERSICHT 172
6.2 INTERRUPTS 173
6.2.1 INTERRUPTVERARBEITUNG KLASSISCH 173
6.2.2 THREADED
INTERRUPTS 177
6.2.3 INTERRUPTS, TESTEN
MIT DEM RASPBERRY PI 181
6.3 SOFTIRQS 189
6.3.1 TASKLETS 190
6.3.2 TIMER-FUNKTIONEN 193
6.3.3 HIGH
RESOLUTION
TIMER 197
6.3.4 TASKLET AUF
BASIS DES
HIGH RESOLUTION
TIMERS 200
6.4 KERNEL-THREADS 201
6.4.1 KTHREAD-DAEMON 203
6.4.2 WORKQUEUES 206
6.4.3 EVENT-WORKQUEUE 211
6.5 KRITISCHE ABSCHNITTE SICHERN 212
6.5.1 ATOMARE OPERATIONEN 213
6.5.2 MUTEX UND SEMAPHOR 219
6.5.3 SPINLOCKS 230
6.5.4 SEQUENCELOCKS 237
6.5.5 INTERRUPTSPERRE UND KERNEL-LOCK 240
6.5.6 SYNCHRONISIERT WARTEN 241
6.5.7 MEMORY BARRIERS 244
6.5.8 PER-CPU-VARIABLEN 246
6.5.9 FALLSTRICKE 246
6.6 VOM UMGANG
MIT ZEITEN 248
6.6.1 RELATIV-UND ABSOLUTZEITEN 248
6.6.2 ZEITVERZOEGERUNGEN 254
6.7 DYNAMISCHEN SPEICHER
EFFIZIENT VERWALTEN 257
6.7.1 BUDDY-SYSTEM 258
6.7.2 OBJEKT-CACHING 260
6.7.3 GROSSE SPEICHERBEREICHE
RESERVIEREN 265
6.7.4 SPEICHER PRO
PROZESSORKERN 266
7 SYSTEMASPEKTE 271
7.1 PROC-FILESYSTEM 272
7.1.1 SCHREIBZUGRIFFE UNTERSTUETZEN 277
7.1.2 SEQUENCEFILES 280
7.2 DAS GERAETEMODELL 285
7.2.1 IMPLEMENTIERUNGSTECHNISCHE GRUNDLAGEN 289
7.2.2 GERAETEDATEIEN AUTOMATISIERT
ANLEGEN
LASSEN 290
7.2.3 TREIBER ANMELDEN 292
7.2.4 GERAETE ANMELDEN 294
7.2.5 ATTRIBUTDATEIEN ERSTELLEN 300
7.2.6 EIGENE GERAETEKLASSEN
ERSTELLEN 304
7.2.7 NEUE BUSSYSTEME
ANLEGEN 305
7.3 GREEN
COMPUTING 306
7.4 FIRMWARE-INTERFACE 318
7.5 TREIBER PARAMETRIEREN 324
7.6 SYSTEMINTEGRATION 329
7.6.1 MODUTILS 331
7.6.2 HOTPLUG 334
7.6.3 MODULE
BEIM BOOTEN LADEN 335
7.7 KERNEL BUILD
SYSTEM 335
7.7.1 TREIBERQUELLEN
ALS INTEGRATIVE
ERWEITERUNG DER KERNEL
QUELLEN 336
7.7.2 MODULTREIBER AUSSERHALB DER KERNELQUELLEN 340
7.8 MODULE AUTOMATISIERT
GENERIEREN (DKMS) 342
7.9 INTERMODUL-KOMMUNIKATION 347
7.10 REALZEITASPEKTE 352
8 SONSTIGE
TREIBERSUBSYSTEME 357
8.1 GPIO-SUBSYSTEM 357
8.2 L
2
C-SUBSYSTEM 362
8.3 SERIAL PERIPHERAL
INTERFACE (SPI) 370
8.4 USB-SUBSYSTEM 378
8.4.1 USB PROGRAMMTECHNISCH
BETRACHTET 379
8.4.2 DEN TREIBER
BEIM USB-SUBSYSTEM
REGISTRIEREN 383
8.4.3 DIE GERAETEINITIALISIERUNG
UND DIE -DEINITIALISIERUNG . 385
8.4.4 AUF DAS
USB-GERAET ZUGREIFEN 387
8.5 NETZWERK-SUBSYSTEM 393
8.5.1 DATENAUSTAUSCH ZUR
KOMMUNIKATION 394
8.5.2 NETZWERKTREIBER INITIALISIEREN 396
8.5.3 NETZWERKTREIBER DEINITIALISIEREN 397
8.5.4 START UND
STOPP DES
TREIBERS 397
8.5.5 SENDEN UND
EMPFANGEN 398
8.6 BLOCKORIENTIERTE GERAETETREIBER 403
8.6.1 BEVOR ES RICHTIG
LOSGEHT 406
8.6.2 DATEN
KEMELOPTIMIERT TRANSFERIEREN 408
8.6.3 GRUNDLEGENDES
ZU BIO-BLOECKEN 414
8.6.4 TREIBEROPTIMIERTER DATENTRANSFER 418
8.7 CRYPTO-SUBSYSTEM 420
8.7.1 KLEINES EINMALEINS
DER KRYPTOGRAFIE 420
8.7.2 DIENSTE
IN DER UEBERSICHT 423
8.7.3 EIGENE ALGORITHMEN EINBINDEN 434
9 UEBER DAS
SCHREIBEN EINES
GUTEN, PERFORMANTEN TREIBERS . 441
9.1 KONZEPTION 441
9.1.1 KEINE HALBEN
SACHEN 442
9.1.2 INTUITIVE NUTZUNG DURCH STRUKTUR 443
9.1.3 SICHER MUSS ES SEIN 444
9.1.4 FUNKTIONAL MUSS ES SEIN 445
9.2 REALISIERUNG 445
9.2.1 SICHERHEITSGERICHTETES PROGRAMMIEREN 445
9.2.2 MIT STIL PROGRAMMIEREN 446
9.3 32 BIT
UND MEHR:
PORTIERBARER CODE 451
9.4 ZEITVERHALTEN 456
ANHANG 461
A KERNEL
GENERIEREN
UND
INSTALLIEREN 463
A.1 NATIV KOMPILIEREN:
PC-PLATTFORM 465
A.2 NATIV KOMPILIEREN: RASPBERRY PI 469
A.3 CROSS-KOMPILIEREN: PC ALS HOST,
RASPBERRY PI ALS TARGET 470
B MAKROS
UND
FUNKTIONEN
DES
KERNELS
KURZ
GEFASST 475
LITERATURVERZEICHNIS 659
INDEX 661 |
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author | Quade, Jürgen Kunst, Eva-Katharina |
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